诸葛亮总结了几次北伐失败的教训，有一条就是蜀道难行，粮草供应跟不上.这位有着“巧思”名声的丞相，在军事上不仅善于改良阵法(如布列在巴山蜀水和关陇之地的“八阵图”)，还善于在军械方面搞技术革新(如军中常用的“诸葛行锅”、“诸葛铜鼓”、“孔明灯”、能同时发射十箭的连弩).他设计制造了“木牛”、“流马”这两种有利于山地运输的交通工具，适合在崎岖的蜀道上使用.后来小说家把“木牛”、“流马”描述成不用人力就可以运转如飞的神奇之物，那就夸张其词了.其实“木牛”是一种没有前辕的小车，“流马”是一种小巧的独推车.
公元234年，诸葛亮做了充分准备，出兵十万攻魏.蜀军到了渭水南岸的五丈原后，诸葛亮一方面构筑营垒，一方面屯田耕作，以作长期对峙的打算.
与此同时，东吴孙权被诸葛亮派去的使者说动，也分兵三路对魏发起了猛烈进攻.
那时，魏文帝曹丕已经病死，继位的魏明帝曹叡(ruì)亲自带兵与东吴交战，派司马懿在五丈原防守蜀军.魏明帝对司马懿交代了四个字：“只守不战.”
司马懿只管牢牢守住营垒，任凭蜀军怎样挑战，就是不出来应战.诸葛亮千方百计想激怒司马懿，派人给他送去一套妇女服装，意思是嘲讽他像女人一样胆小，不敢出营决战.不料司马懿一笑了之，懒得发火，因为他识破这是诸葛亮的激将法.
面对蜀军一次次的挑战和嘲弄，虽然司马懿很能沉得住气，但魏军上下却耐不住了，纷纷要求和蜀军拼个你死我活.司马懿便对部下说：“你们不要性急，我立刻上奏皇上，请求批准我们跟蜀军决战.”
奏章上去后，等了一段日子，魏明帝派来一个钦差大臣宣布命令，归根到底一句话：“不许出战!”
这命令传达后，魏军将士很没劲，蜀军将士听到这消息更加失望.还是诸葛亮一眼看透了司马懿的用意，分析道：“司马懿上个奏章要求出战，是做戏给部下看.试想，大将统率兵马在外，有必要千里迢迢去向皇上请战吗?”
不管怎么样，诸葛亮还是照旧派使者到魏营去挑战.司马懿每次都很客气地接待使者，借机不露声色地了解诸葛亮及蜀军的一些情况.
当他听说诸葛亮每天忙于公事，胃口不太好后，就对手下几个亲信将领说：“你们想想，诸葛亮日理万机，却吃得很少，这样身体能撑多久，不累垮才怪呢!”
真像司马懿所预料的那样，诸葛亮由于操劳过度，终于病倒了.
消息传到后主刘禅那里，他连忙派大臣李福到五丈原来慰问.
回去后，李福向刘禅汇报说：“丞相病情十分严重，陛下该考虑由谁来接替丞相了.”
刘禅焦虑地说：“我怎么知道谁能接替丞相呢?还是由你再去一次五丈原，请丞相自己推荐接班人吧!”
李福再一次到了五丈原，诸葛亮已经知道了他的来意，就对他说：“请你告诉皇上，将来可由蒋琬接任我;蒋琬之后，可由费祎(yī)继任.”
过了几天，诸葛亮就在五丈原的军营中去世了，年仅五十四岁.
按照诸葛亮生前的安排，蜀军没有透露他逝世的消息，把他尸体裹起来放在车里，有条不紊地开始撤退.
但诸葛亮去世的风声还是走漏了，司马懿知道后，马上率领魏军追了上来.赶过五丈原后，蜀军突然向后转，后队改为前队，直向魏军杀来.
司马懿大吃一惊，赶紧下令撤退.
蜀军没什么伤亡，安全撤离了五丈原.
诸葛亮的遗体安葬于定军山(今陕西勉县西南).他想由蜀统一中国的愿望虽然没有实现，但他的智慧和“鞠躬尽瘁，死而后已”(出自《后出师表》)的品格，却永远被后人传颂.